
- •§ 1. Уравнение непрерывности
- •§ Pvrff,
- •§ 2. Уравнение Эйлера
- •§ 3. Гидростатика
- •§ 4. Условие отсутствия конвекции
- •§ 5. Уравнение Бернулли
- •§ 6. Поток энергии
- •§ 7. Поток импульса
- •§ 8. Сохранение циркуляции скорости
- •§ 9. Потенциальное движение
- •§ 10. Несжимаемая жидкость
- •§ 12. Гравитационные волны
- •§ 13. Внутренние волны в несжимаемой жидкости
- •§ 14. Волны во вращающейся жидкости
- •Глава II
- •§ 15. Уравнения движения вязкой жидкости
- •§ 16. Диссипация энергии в несжимаемой жидкости
- •§17. Течение по трубе
- •§ 18. Движение жидкости между вращающимися цилиндрами
- •§ 19. Закон подобия
- •§ 20. Течение при малых числах Рейнольдса
- •§ 21. Ламинарный след
- •§ 22. Вязкость суспензий
- •§ 23. Точные решения уравнений движения вязкой жидкости
- •§ 24. Колебательное движение в вязкой жидкости
- •§ 25. Затухание гравитационных волн
- •Глава III
- •§ 26. Устойчивость стационарного движения жидкости
- •§ 27. Устойчивость вращательного движения жидкости
- •§ 29. Неустойчивость тангенциальных разрывов
- •§ 30. Квазипериодическое движение и синхронизация частот3)
- •§ 31. Странный аттрактор
- •§ 32. Переход к турбулентности путем удвоения периодов
- •§ 33. Развитая турбулентность
- •§ 34. Корреляционные функции скоростей
- •§ 35. Турбулентная область и явление отрыва
- •§ 36. Турбулентная струя
- •§ 37. Турбулентный след
- •§ 38. Теорема Жуковского
- •Глава IV
- •§ 39. Ламинарный пограничный слой
- •1. Определить толщину пограничного слоя вблизи критической точки (см. § 10) на обтекаемом жидкостью теле.
- •2. Определить движение в пограничном слое при конфузорном (см. § 23) течении между двумя пересекающимися плоскостями (к.. Pohlhausen, 1921).
- •§ 41. Устойчивость движения в ламинарном пограничном слое
- •2) Эта аналогия указана а в. Тимофеевым (1979) и а а Андроновым и а л. Фабрикантом (1979); ниже мы следуем изложению а. В. Тимофеева.
- •8) При V"(y) шг 0 уравнение (41,2) вообще не имеет решений, удовлетворяющих необходимым граничным условиям.
- •§ 42. Логарифмический профиль скоростей
- •§ 43. Турбулентное течение в трубах
- •§ 44. Турбулентный пограничный слой
- •§ 45. Кризис сопротивления
- •§ 46. Хорошо обтекаемые тела
- •§ 47. Индуктивное сопротивление
- •§ 48. Подъёмная сила тонкого крыла
- •S2(£)-Citt) 6-«
- •Глава V
- •§ 49. Общее уравнение переноса тепла
- •§ 50. Теплопроводность в несжимаемой жидкости
- •§ 51. Теплопроводность в неограниченной среде
- •§ 52. Теплопроводность в ограниченной среде
- •§ 53. Закон подобия для теплопередачи
- •§ 54. Теплопередача в пограничном слое
- •ВгТт « - у«р-
- •§ 55. Нагревание тела в движущейся жидкости
- •§ 56. Свободная конвекция
- •§ 57. Конвективная неустойчивость неподвижной жидкости
- •§ 58. Уравнения гидродинамики для жидкой смеси
- •§ 59. Коэффициенты диффузии и термодиффузии
- •§ 60. Диффузия взвешенных в жидкости частиц
- •Глава VII
- •§ 61. Формула Лапласа
- •§ 62. Капиллярные волны
- •§ 63. Влияние адсорбированных пленок на движение жидкости
- •Глава VIII
- •§ 64. Звуковые волны
- •§ 66. Энергия и импульс звуковых волн
- •§ 66. Отражение и преломление звуковых волн
- •§ 67. Геометрическая акустика
- •§ 68. Распространение звука в движущейся среде
- •§ 69. Собственные колебания
- •§ 70. Сферические волны
- •§71. Цилиндрические волны
- •§ 72. Общее решение волнового уравнения
- •Ctjc42-(X-q2- (*/-г,)2'
- •§ 73. Боковая волна
- •§ 74. Излучение звука
- •§ 75. Возбуждение звука турбулентностью
- •V 1г' 4я j дхидх1к
- •§ 76. Принцип взаимности
- •§ 77. Распространение звука по трубке
- •§ 78. Рассеяние звука
- •§ 79. Поглощение звука
- •4. Определить дополнительное поглощение звука, распространяющегося в смеси двух веществ, связанное с диффузией (и. Г. Шапошников и 3. А Гольдберг, 1952).
- •§ 80. Акустическое течение
- •§ 81. Вторая вязкость
- •Глава IX
- •§ 82. Распространение возмущений в потоке сжимаемого газа
- •2) Во избежание недоразумений оговорим, что если перед обтекаемым телом возникает ударная волна, то эта область несколько увеличивается (см. § 122).
- •§ 83. Стационарный поток сжимаемого газа
- •§ 84. Поверхности разрыва
- •§ 85. Ударная адиабата
- •2) Такой выбор системы координат будет подразумеваться везде в этой главе, за исключением § 92.
- •§ 86. Ударные волны слабой интенсивности
- •§ 87] Направление изменения величин в ударной волне 463
- •§ 87. Направление изменения величин в ударной волне
- •§ 88. Эволюционность ударных волн
- •§ 89. Ударные волны в политропном газе
- •1. Получить формулу
- •§ 90. Гофрировочная неустойчивость ударных волн
- •2) Сравните с аналогичной ситуацией для тангенциальных разрывов — задача 2 § 84.
- •1) Эта неустойчивость тоже была указана с. П. Дьяковым (1954); правильное значение нижней границы в (90,17) найдено в. М. Конторовичем (1957).
- •§ 91. Распространение ударной волны по трубе
- •§ 92. Косая ударная волна
- •§ 93. Ширина ударных волн
- •§ 94. Ударные волны в релаксирующей среде
- •§ 96. Слабые разрывы
- •Глава X
- •§ 97. Истечение газа через сопло
- •§ 98. Вязкое движение сжимаемого газа по трубе
- •§ 99. Одномерное автомодельное движение
- •5. Определить движение в изотермической автомодельной волне разрежения.
- •§ 100. Разрывы в начальных условиях
- •§ 101. Одномерные бегущие волны
- •§ 102. Образование разрывов в звуковой волне
- •§ 103. Характеристики
- •§ 104. Инварианты Римана
- •§ 105. Произвольное одномерное движение сжимаемого газа
- •§ 106. Задача о сильном взрыве
- •§ 107. Сходящаяся сферическая ударная волна
- •2) Эта задача была рассмотрена независимо Гудерлеем (о. Guderleu, 1942) и л. Д. Ландау и к. П. Станюковичем (1944, опубликовано в 1955).
- •§ 108. Теория «мелкой воды»
- •Глава XI
- •§ 109. Волна разрежения
- •§ 111. Пересечение ударных волн с твердой поверхностью
- •§ 112. Сверхзвуковое обтекание угла
- •§ 113. Обтекание конического острия
- •Глава XII
- •§ 114. Потенциальное движение сжимаемого газа
- •§ 115. Стационарные простые волны
- •§ 116. Уравнение Чаплыгина (общая задача
- •§ 117. Характеристики плоского стационарного течения
- •§ 118. Уравнение Эйлера — Трикоми. Переход через звуковую скорость
- •§1191 Решение уравнения эйлера —трикоми 619
- •§ 119. Решения уравнения Эйлера — Трикоми вблизи неособых точек звуковой поверхности
- •§ 120. Обтекание со звуковой скоростью
- •§ 121. Отражение слабого разрыва от звуковой линии
- •Глава XIII
- •§ 122. Образование ударных воли при сверхзвуковом обтекании тел
- •§ 123. Сверхзвуковое обтекание заостренного тела
- •§ 124. Дозвуковое обтекание тонкого крыла
- •§ 125. Сверхзвуковое обтекание крыла
- •§ 126. Околозвуковой закон подобия
- •§ 127. Гиперзвуковой закон подобия
- •Глава XIV
- •§ 128. Медленное горение
- •§ 129. Детонация
- •§ 130. Распространение детонационной волны
- •§ 131. Соотношение между различными режимами горения
- •§ 132. Конденсационные скачки
- •Глава XV
- •§ 133. Тензор энергии-импульса жидкости
- •§ 134. Релятивистские гидродинамические уравнения
- •§ 135. Ударные волны в релятивистской гидродинамике
- •§ 136. Релятивистские уравнения движения вязкой и теплопроводной среды
- •§ 137. Основные свойства сверхтекучей жидкости
- •§ 138. Термомеханический эффект
- •§ 139. Уравнения гидродинамики сверхтекучей жидкости
- •§ 140. Диссипативные процессы в сверхтекучей жидкости
- •§ 141. Распространение звука в сверхтекучей жидкости
§ 141. Распространение звука в сверхтекучей жидкости
Применим уравнения гидродинамики гелия II к распространению звука в этой жидкости. Как обычно, в звуковой волне скорости движения предполагаются малыми, а плотность, давление, энтропия — почти равными своим постоянным равновесным значениям. Тогда систему гидродинамических уравнений можно линеаризовать — в (139,12—14) пренебрегаем квадра-
тичными по скорости членами, а в уравнении (139,5) можно вынести в члене div(psv„) энтропию ps из-под знака div (поскольку этот член уже содержит малую величину v„). Таким образом, система гидродинамических уравнений приобретает вид
i£- + divj = 0, (141,1)
-^- + psdivvra = 0, (141,2)
|f + Vp = 0, (141,3)
^ + V(i=-0. (141,4)
Дифференцируя (141,1) по времени и подставляя (141,3), получаем:
= Ар. (141,5)
Согласно термодинамическому соотношению dp. = —s dT -f- dp/p имеем:
Vp = psVr + pVu. Подставляя сюда Vp из (141,3) и Vp из (141,4), получим: P«-|-(v„-v,) + psvT = 0.
Применяем к этому уравнению операцию div, а для div(v» — vn) подставляем выражение
р ds pss dt
следующее из равенства
ds 1 d{ps) sdp ,. I Si. m sps .. , 4
~dT==~p~~~di -р-5Г = —sdiv v„-f--divj = —div(vs —v„).
В результате получаем уравнение
-ё-^пйг^- (l4li6)
Уравнения (141,5) и (141,6) определяют распространение звука в сверхтекучей жидкости. Уже из того факта, что этих уравнений — два, видно, что существуют две скорости распространения звука.
Напишем s, р, р, Т в виде s — so + s', р — р0 -f- р' и т. д., где буквы со штрихом представляют собой малые изменения соответствующих величин в звуковой волне, а величины с индексом нуль (который мы ниже для краткости опускаем)— их постоянные равновесные значения. Тогда можно написать:
и уравнения (141,5) и (141,6) принимают вид
др д2р' Лп,, dp &Г__n ds д*Р'_дз_д*Г Pss2 Ат,_п dp dt2 ар ~г дТ df ~~и' др ~ж ~г дТ dt2 р7"лу —и-
Ищем решение этих уравнений в виде плоской волны, в которой р' и V пропорциональны множителю е-«ю«-*/и) (скорость звука обозначаем здесь посредством и). В качестве условия совместности обоих уравнений получаем уравнение
д(7\ р) V 6Т 1 рп др ) 1 р„
(где d(s, р)/д(Т,р) обозначает якобиан преобразования от s, р к Т, р). Путем простого преобразования с использованием термодинамических соотношений этому уравнению можно придать вид
l V dp Js р„с0 J 1 р„с„ \др /т у '
(cv— теплоемкость единицы массы). Это квадратное (по и2) уравнение определяет две скорости распространения звука в гелии II. При ps = 0 один из корней этого уравнения обращается в нуль, и мы получаем, как и должно было быть, всего одну обычную скорость звука и2 = (др/др) s.
Фактически теплоемкости ср и cv гелия II при температурах, не слишком близких к Я-точке, близки друг к другу (ввиду малости коэффициента теплового расширения). Согласно известной термодинамической формуле в этих условиях близки друг к другу также и изотермическая и адиабатическая сжимаемости:
( др\ = /др_\ ^ (др\ \ др )т V dp ), ср ~ V др ),'
Обозначив общее значение ср и cv посредством с, а общее значение (др/др) т и (др/др) s просто как др/др, получим из уравнения (141,7) следующие выражения для скоростей звука:
»i-V1F- *-V?F- (14,'8)
Одна из них, mi, почти постоянна, а другая, и2, сильно зависит от температуры, обращаясь вместе с ps в нуль в А,-точке').
') О распространении звука в смесях жидкого 'Не с 8Не — см. главу XIII указанной на стр. 719 книги И. М. Халатникова.
Вблизи л-точки, однако, коэффициент теплового расширения не мал и пренебрегать разницей между ср и cv нельзя. Чтобы получить формулу для U2 в этом случае, следует опустить второй член в квадратной скобке в (141,7) (содержащий ps) и член и4, который в этом случае мал (так как и2 стремится к нулю). Кроме того, можно положить р„ да р. В результате получим:
Для скорости же и\ получается формула (141,8), где под др/др следует понимать (dp/dp)s, т. е. обычная формула для скорости звука.
По поводу формулы (141,9) следует заметить, что она применима лишь при достаточно низких частотах —тем более низких, чем ближе жидкость находится к Х-точке. Дело в том, что (как было уже упомянуто в примечании на стр. 717) вблизи лоточки неограниченно возрастает время релаксации т параметра порядка; формула (141,9), не учитывающая дисперсии и поглощения звука, справедлива лишь при условии on <С 1. Что касается скорости Ui, то вблизи Я-точки появляется дополнительное затухание, связанное с релаксацией параметра порядка — в соответствии с общими утверждениями в § 81.
При самых низких температурах, когда почти все элементарные возбуждения в жидкости являются фононами, величины р„, с, s связаны друг с другом соотношениями ])
c = 3s, Р„ = —тР.
Эй,
a ps « р. Подставив эти выражения в формулу (141,8) для u2t, найдем:
ы2 = ы,/л/3.
Таким образом, при стремлении температуры к нулю скорости и\ и и? стремятся к постоянным пределам, причем так, что их отношение стремится к л/Ъ ■
Для лучшего выяснения физической природы обоих видов звуковых волн в гелии II рассмотрим плоскую звуковую волну (Е. М. Лифшиц, 1944). В такой волне скорости vs, vn и переменные части 7', р' температуры и давления пропорциональны друг-другу. Введем коэффициенты пропорциональности согласно
v„ = avs, p' = bvs, T' = cvs. (141,10)
') Их легко получить из формул для термодинамических величин гелия II, приведенных в IX §§ 22, 23.
Простое вычисление с помощью уравнений (141,1—6), произведенное с должной степенью точности, дает
Рр "?«2 , Р7и?
^ = 1-^ — — ьх=риь сх = -
(141,11)
Ps* ("i — ч) с\и\ — ч)
9s РР »1»2 . _ PP"f»2 «2_
Т 12 2\ » 2 /2 2\ ' с2
Р„ «Рл («l-"2) S(«l-«2) s
здесь В = — — температурный коэффициент расширения;
ввиду его малости величины, содержащие В, малы по сравнению с соответствующими величинами, не содержащими В.
Мы видим, что в звуковой волне первого типа v„ да vs, т. е. в такой волне в каждом элементе объема жидкость колеблется в первом приближении как целое; нормальная и сверхтекучая массы движутся вместе. Естественно, что эти волны соответствуют обычным звуковым волнам в обычных жидкостях.
В волне же второго типа имеем v„ *»—~vs, т. е. полная
Рга
плотность потока вещества
j = PsVs + PnVn » 0.
Таким образом, в волне второго звука сверхтекучая и нормальная массы жидкости колеблются навстречу друг другу, так что в первом приближении их центр инерции в каждом элементе объема остается неподвижным и суммарный поток вещества отсутствует. Ясно, что этот вид волн специфичен для сверхтекучей жидкости.
Между обоими видами волн имеется и другое существенное отличие, видное из формул (141,11). В звуковой волне обычного звука амплитуда колебаний давления относительно велика, а амплитуда колебаний температуры мала. Напротив, в волне второго звука относительная амплитуда колебаний температуры велика по сравнению с относительной амплитудой колебаний давления. В этом смысле можно сказать, что волны второго звука представляют собой своеобразные незатухающие температурные волны').
В приближении, в котором тепловым расширением пренебре-гается вовсе, волны второго звука представляют собой чисто температурные колебания (с j = 0), а волны первого звука — колебания давления (с vs —vn). Соответственно их уравнения движения полностью разделяются: в уравнении (141,6) пишем s' = сТ'/Т и получаем:
^1 = 4\Г, (141,12)
') Они не имеют, разумеется, ничего общего с затухающими «температурными волнами» в обычной теплопроводящей среде (§ 52), а в уравнении (141,5) полагаем р' = ^р' и получаем:
!£ = «?ЛР'. (141,13)
С описанными свойствами звуковых волн в гелии II тесно связан и вопрос о различных способах их возбуждения (Е. М. Лиф-шиц, 1944). Обычные механические способы возбуждения звука (колеблющимися твердыми телами) крайне невыгодны для получения второго звука в том смысле, что интенсивность излучаемого второго звука ничтожно мала по сравнению с интенсивностью одновременно излучаемого обычного звука. В гелии II возможны, однако, и другие, специфические для него способы возбуждения звука. Таково излучение твердыми поверхностями с периодически меняющейся температурой; интенсивность излучаемого второго звука оказывается здесь большой по сравнению с интенсивностью первого звука, что естественно ввиду указанного выше различия в характере колебаний температуры в этих волнах (см. задачи 1 и 2).
При распространении волны второго звука большой амплитуды его профиль постепенно деформируется в результате эффектов нелинейности, и это приводит в конце концов к возникновению разрывов — как и для обычного звука в обычной гидродинамике (bp. §§ 101,102). Рассмотрим эти явления для одномерной бегущей волны второго звука (И. М. Халатников, 1952).
В одномерной бегущей волне все величины (р, р, Т, vs, vn) могут быть выражены в виде функций от одного параметра, в качестве которого может быть выбрана,например, одна из самих этих величин (§ 101). Скорость U перемещения точки профиля волны равна производной dx/dt, взятой при определенном значении этого параметра. Производные по координате и времени от каждой величины связаны друг с другом соотношением d/dt = = —Уд/дх.
Вместо скоростей vs и vn будет удобнее пользоваться вели- чинами v = //р и w — Vn — vs\ выбираем такую систему коорди- нат, в которой скорость и в данной точке профиля волны равна нулю. Гидродинамические уравнения (139,3—6) (с П, р, р, s из формул (139,12—15)) приводят к следующей системе урав- нений: ,, др , ,, о д рп i , / п „,, ,,, ~U~dJp —-ЪТ -у" ww +Ри ==0' (141,14)
p' + 2£^ww'-Upv' = 0, (141,15)
Р
[- pU -ffr 4- w -jj (pss)] r + 8w2§f-p' + [pss - Uw-p-] w' = 0,
(141,16}
[- ps + Uw -f^] Г + [l + Uwp-t ±f\p' + [pnU - i^iw]w' -
~[Up + wpn]v' = Q. (141,17}
Здесь опущены все члены выше второго порядка малости, а также все члены, содержащие коэффициент теплового расширения; штрих означает везде дифференцирование по параметру1).
В волне второго звука относительная амплитуда колебаний р и v мала по сравнению с амплитудами Т и ш; поэтому можно опустить также и члены, содержащие wp', wv'. Для определения U достаточно рассмотреть уравнение (141,16) и разность уравнений (141,15) и (141,17). Условие совместности получающихся таким образом двух линейных уравнений для Т и w' приводит к квадратному уравнению
откуда
i VP р«с дТ )
Здесь и2 — местное значение скорости второго звука, меняющееся от точки к точке профиля волны вместе с отклонением 67 температуры от ее равновесного значения. Разлагая и2 по степеням 67, получим
"2 = "го + 17-67 = u20 + -gf-^^r а».
где «го — равновесное значение и2. Окончательно получим
(/ = ы20 + ш-^ж1п^-. (141,18)
При достаточно сильном искажении профиля волны в ней возникают разрывы (ср. § 102) — в данном случае температурные разрывы. Скорость распространения разрыва равна полусумме скоростей U с обеих сторон разрыва, т. е. равна
Wl + w2 pssT д и\йс с2о-\ 2 рТ"дТ{п^Г~' (141,19)
где w\, w2 — значения w на обеих сторонах разрыва.
Коэффициент при w в выражении (141,18) может быть как положительным, так и отрицательным. В зависимости от этого точки с большими значениями w либо опережают, либо отстают от точек с меньшими значениями w, а разрыв соответственно возникает либо на переднем, либо на заднем фронте волны (в противоположность обычному звуку, где ударная волна возникает всегда на переднем фронте).
') А не переменную часть колеблющихся величин, как эТо было выше .в этом параграфе!
Задачи
1. Определить отношение интенсивностей излучения первого и второго звуков плоскостью, совершающей колебания в перпендикулярном к себе на- правлении.
Решение. Ищем скорости vs (направленные по нормальной к плоскости оси х) в первой и второй излучаемых волнах соответственно в виде
u9l = А} cos » (/ — */«,), vs2 — А2 cos и (t — лг/и21.
На поверхности колеблющейся плоскости скорости vs и v„ должны быть равными скорости ее колебаний (которую обозначим посредством ч0 cos иг). Это дает уравнения
А, + A2 = v0, a,A, + a2A2 = v0
(коэффиценты at, a2 — из (141,11)). Средняя (по времени) плотность энергии в звуковой волне в гелии II равна
Psvl + Pnvl ■= 4" А% (р* + pnfl2);
поток энергии (интенсивность) получается последующим умножением на соответствующую скорость звука и. Для отношения интенсивностей излучаемых волн второго и первого звуков получаем:
Л А\(Ps + Pnal)"l си\
(здесь предположено, что и2 < Hi, что справедливо вплоть до очень низких температур). Это отношение весьма мало.
2. То же для излучения звука от поверхности с периодически меняющей- ся температурой.
Решение. Достаточно написать граничное условие / == 0, которое должно иметь место на неподвижной поверхности. Оно дает
Р.)д1
+
Ps £_
откуда
А
Для отношения интенсивностей находим:
h ._ с
/, ПУи.и, -
Это отношение весьма велико.
3. Определить скорость звука, распространяющегося вдоль капилляра,, диаметр которого мал по сравнению с глубиной вязкого проникновения t> ~ (п/р«<о)1/2 (К. R. Atkins, 1959) »)•
Решение. В указанных условиях можно считать, что нормальное движение в капилляре полностью задерживается трением о стенки (v„ = 0)-
') Эти волны принято называть четвертым звуком. Третьим звуком навивают волны, распространяющиеся по пленке гелия II на твердой поверхности; существенную роль в них играют силы вандерваальсового взаимодействия жидкости в пленке с твердым телом.
Система линеаризованных уравнений (141,1—2), (141,4) принимает вид1) р' + ps div vs = 0, vs + Vn' = vs - sVT' + -i- Vp' = 0. (sp)- = ps' + sp' = 0
{штрих означает переменную часть величин в волне). Снова пренебрегая тепловым расширением жидкости, находим из третьего уравнения
p's/«2 = — Трс/Т.
Исключив теперь vs из первых двух уравнений, получим волновое уравнение р' — и2Ар' = 0, в котором скорость распространения и дается формулой
„2 _ Р« „2 . Р« „2
U = U. -\ Un.
р 1 ^ р 1
4. Найти коэффициенты поглощения первого и второго звуков в гелии II.
Решение. Вычисление осуществляется аналогично тому, как это было сделано в § 79 для звука в обычных жидкостях; при этом вместо (79,1) используется выражение (140,10). В пренебрежении всеми членами, содержащими температурный коэффициент расширения $ (в том числе в (141,toll)), получим для коэффициентов поглощения:
2р«? V 3 ) 2рр„«? I, 3 psc )
') Уравнение же сохранения импульса (141,3) следует опустить: оно не имеет места в рассматриваемых условиях, когда к капилляру должна прилагаться внешняя сила, чтобы удерживать его покоящимся.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ1)
Автомодельность 213, 510, 659
Адиабата Гюгонио 457
Пуассона 448
Тауба 700
559, 564, Звуковая аналогия 643, 658 — точка ударной адиабаты
465
Бародиффузия 326
— в идеальном газе 329*
Излучение звука из трубки 416* Изэнтропическое течение 18 Инерционный интервал турбулентности 191 Интеграл Лойцянского 200 — ошибок 287
Векторное поле системы 163 Влажный пар, звук в нем 355* Волновая зона при излучении звука 396
Волновое сопротивление 52, 643, 654 Волновой пакет звуковой 359, 367 — цуг звуковой 359, 367
Гидравлическое приближение 414, 569
Годографа преобразование 607 Головная ударная волна 638
Давление звука при отражении 364* Дефлаграция 662
Диск, вращающийся в жидкости 112, 128*
Диффузорное течение 113 Длина пути перемешивания 214
Капиллярная постоянная 336 Капля, движение в другой жидкости 99*
Комплексная амплитуда 354 Комплексный потенциал 40 Конвекция в трубе 317* Контактный разрыв 453 Конфузорное течение 113, 230* Коэффициент вязкости 72
поверхностного натяжения 333
подъемной силы 260
сопротивления 228, 250, 255
теплопроводности 271 Краевой угол 339*
Критическая скорость сжимаемого газа 447
— точка при обтекании 38, 44*, 230*
Линии тока 24, 35 Ляпуновские показатели 168
Завихренность 31
— за ударной волной 598
Закон Колмогорова — Обухова 189
Малые колебания в идеальной жидкости 34, 54*
') Этот указатель дополняет оглавление книги, не повторяя его. В указатель включены термины, понятия и задачи, непосредственно не отраженные в оглавлении. Звездочкой отмечены страницы, относящиеся к задачам.
Маховское отражение ударной волны 588
Местная сверхзвуковая зона 641 Мультипликатор периодического движения 156
Напряжения Рейнольдсовы 247 Неизэнтропическое течение 31* Нейтральной устойчивости кривая 149, 239
Нестационарная волна разрежения 513
Неустойчивость абсолютная 148
глобальная 152
конвективная 148
Обертоны в звуковой волне 535, 542* Обтекание угла идеальной жидкостью 45*
турбулентное 210
цилиндра вязкой жидкостью 94 идеальной жидкостью 43*
шара вязкой жидкостью 89
идеальной жидкостью 42*
Опрокидывание профиля волны 529 Отображение Пуанкаре 170 Отражение волны разрежения от
стенки 556*
— звука от тангенциального разрыва 454*
от ударной волны 478*
Перемежаемость турбулентности 183, 210
Переменные Лагранжа 19* Пленка жидкости 338*, 340* Плотность потока массы 16 энтропии 18
Поглощение звука в жидкой смеси 429*
малым шариком 429*
при отражении 427*
Подвижность 330
Подслой вязкий 246
Подъемная сила 51, 220, 260, 650,
653, 659, 660* Показатель адиабаты 448 Политропный газ 447 Постоянная Кармана 244
Ландау 140 Поршневая аналогия 659 Предельная точка 155
линия 609
характеристика 625
Предельный цикл 155 Принцип Онсагера 324 Присоединенная масса 51 Простая волна 528, 603
— — релятивистская 699*
центрированная 543, 603
Прыжок воды 570
Самовозбуждение жесткое, мягкое 141
Седловые траектории 165 Сечение рассеяния 419 Скачок уплотнения 456 Скорость групповая 369
— фазовая 369
Смена устойчивостей 145 Соотношение Эйнштейна 332 Сопло Лаваля 504 Спиновая детонация 684 Струя вязкой жидкости, затопленная 118
— идеальной жидкости, плоская 46* Субстанциональная производная 17
Тангенциальный разрыв в поле тяжести, устойчивость 345*
— на мелкой воде 571*
слабый разрыв 502 Температуропроводность 277 Тензор напряжений 71
■ вязкий 71
Тепловой взрыв 279 Тепловые волны 290 Теплопроводность 271
нелинейная 283
при обтекании шара 280*, 305*
течении по трубе 295*, 304*
Термодиффузия 326
Течение Куэтта 85
между вращающимися шарами 98
Пуазейля 82 Толщина вытеснения 228 Точка Чепмена — Жуге 673 Турбулентная вязкость 187
струя нагретая 309*, 310*
теплопроводность 296 Турбулентности масштаб внешний 185
внутренний 190
Турбулентные пульсации температуры 299, 301* Тэйлоровские вихри 145
Угол атаки 259
Маха 442
скольжения 654 Ударная поляра 485
Уравнение адиабатичности течения 18
Уравнение Бюргерса 492, 495*
Осеена 94
Прандтля 224 Условие Чаплыгина 261 Устойчивость пламени 668*
— тангенциальных разрывов в сжимаемом газе 453*
Формула Лапласа 334 — Стокса 92
Фрактальная размерность 167 Функция тока 39, 95
Число Грассхофа 308
Маха 442
Нуссельта 294
Пекле 293
Рейнольдса 87
— критическое 138
— , энергетическая оценка 142*
Рэлея 308
Струхала 89
Фейгенбаума 175
Шероховатые поверхности 248, 251 Ширина слабого разрыва 502, 517*
Характеристическая поверхность 443 Химический потенциал смеси 321
Эйконал 365 Эффект Доплера 371
Строка
Напечатано
Должно Сыть
59 60
132
133
155 156
163 186 199
237 269
323
338 357
452 466
467 475
480 481
491
8-я сверху
2-я сверху
7-я сверху
ф-ла (41,11)
ф-ла (41,14)
ф-ла (2) 11-я
сверху
16-я сверху 8-я снизу
8-я
сверху
9-я сверху
7-я сверху
14-яснизу
10-я снизу 9-я сверху
3-я снизу ф-ла (2)
ф-ла (4)
12-я сверху
6-я сверху 17-я снизу
3-я снизу
cos % ' Ym (в, <р) ■
1'
л-системе
ц-системе
cos V = —
••• V 2(1 +ту ••'
V
к 2т + (<Г, -m)sin2e, Ylm (е. Ф)
Л/2
Q{i\
Л/2
совпадает с направлением
2*1,2 =
противоположен направлению
2cp elf
64 : 9л2 ' "
2b,fc2 = /£2, tg2q> =
.., 2М2 = /Я£2, tg 2ф = 2ср
g + l, ...
Dp
+
У2
+
еН
'
у2 sec2 a -f ■. ■
In-
64
9я2
/* = (1-е2)2
Указанный в решении задачи способ исключения ускорений из функции Лагранжа неверен, правильный способ дан в статье: Barker В. М., O'Connell R. F. — Canad. J. Phys., 1980, v. 58, p. 1659.
= ... ft„
Вз\ = ...
... b2
ca = ... = ... с , ca = ... = ... cT
■ .. Bl2 = • • •, B\3 '--
Ta = ...
ft i ...
.......(. + £-).
г2
...ив = т...
'21.
"a=- -g"6--"-
" ...|-(--я)-|
Л = — p. = const
Я
+ p
=
2Ci
ds2
= ...
-
4 '
*2"W
6C,
2p'rfy2-
X + p = 2Ci, .. ds2= ...
Стр. | Строка I
Напечатано
Должно быть
а
(Рх)
68 |
5-я снизу |
99 |
15-я сверху |
182 |
17-я сверху |
203 |
ф-ла (47,4) |
216 |
7-я сверху |
|
14-я сверху |
464 |
ф-ла (101,8) |
695 |
14-я снизу |
637 |
ф-ла (134,10) |
706 |
ф-ла (148,4) |
737 |
11-я сверху |
747 |
ф-ла (е, 9) |
ОО
Ф(|)= ... ^ cos (Jj-+ «l) du о
Ф(х).
Ф(х)<
т
|
F0
|
(х
—
a)
}
2
V2m
I F0
Х«Р
-T\V2
■ X
X
exp|-^V2mf0
... X ь
■\f2mF0 С
■^2mFQ
2Vn~
f(g,
В,
у.
г)
= ...
+
...
za~v
tv(G)
= g
(случай
притяжения) 6,-6?»+
...
dan=.
..£/...
Ф
(x)
«
-
Хехр V2m/\, (х - b) dx +
00
о
-2
Ф(х)
=
2 (2m I Fa | )l/4 "' XexPf-|-$(2m|Fol)1/4 <*-«)1/2d* exp|-i-(2mFo)l/4 ... J
(2mFa)
j J (2wF0)1/4 (x - t)1/2 dx +
Xo(G) = (-l) (случай отталкивания) Л,-вУ>- ...
*>»- ■••/!•••
F(a. 6. v. 2)= ... -f ... z
P-v
ИСПРАВЛЕНИЯ К ТОМУ V «СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА», ЧАСТЬ I, 1976 г.
F
=
Nz0+
...
F
=
Ne0
— ...
£
=
JVe0
+ ...
F
=
Nto
— ...
E
=
NeQ+ ...
a|/|> |
Строка |
218 |
17-я |
|
сверху |
|
ф-ла |
|
(65,1) |
|
ф-ла |
|
(65,3) |
|
ф-ла |
|
(65,4) |
219 |
ф-ла |
|
(65,6) |
|
ф-ла |
|
(65,7) |
524 |
16-я |
|
снизу |
525 |
ф-ла (2) |
Напечатано
Tb Z in T7T7T
"■0
•t.v
32 ..
Должно быть
» In (h®a/T) — haJ2T F=Ne'0+ где
F = Ne0-
■■Ne0-
E=*NeQ+ ... Q — Q„ =
= -r< Z ,n тггт
In
о
ИСПРАВЛЕНИЯ К ТОМУ VIII «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА СПЛОШНЫХ СРЕД», 1982 г.
о. и |
Строка |
Напечатано |
149 |
15-я снизу |
Тензоры а-1, х, а... |
235 |
3-я сверху |
по степенному закону — в противоположность корреляции флуктуации величины М, убывающей экспоненциально. |
272 |
ф-ла (56,7) |
... = ... (я|2 — Н2СХ). |
514 |
ф-ла (108,9) |
ie>i f 16я J - *" 1"<02 f 16я 3 |
Должно быть
Тензоры a-'.x, a + 6/Г...
по медленному степенному закону — как 1/г (корреляция же флуктуации величины М убывает более быстро).
... - ...(и1-н1х).
<a>i С
••■ " 16я 3 "'
= _ i<0i [
16я 3 '"'
1Для осесимметричного обтекания тела вращения формула (123,3) справедлива для всех вообще г вплоть до самой поверхности тела. Из нее можно, в частности, получить снова формулу (113,6) для обтекания тонкого конуса.
С другой стороны, рассмотрев это полученное в линейном приближении решение вдали от обтекаемого тела, можно ввести в него эффект нелинейного искажения профиля подобно тому, как это было сделано в § 102 для цилиндрической звуковой волны. Этим путем можно определить интенсивность ударной волны на больших расстояниях от тонкого заостренного тела вращения (в том числе ее зависимость от Mi), т.е. коэффициент в законе затухания (сог~3/4),о котором шла речь в предыдущем параграфе. См. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. — М.: Мир, 1977, § 9.3 [Whitham G. В. Linear and npnlinear waves. — Wiley, 1974).
2') Что касается подъемной силы (для неосесимметрического тела или при наличии угла атаки), то в рассматриваемом здесь приближении таковая вообще отсутствует.
3) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
4) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
5) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
6) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
7) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
8) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
9) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
10) Оно имеет место и в изложенной в § 125 теории волнового сопротив
11Мы имеем в виду, конечно, не только уравнения движения газа, но и граничные условия к ним на поверхности тела и условия, которые должны выполняться на ударных волнах. Газ предполагается политропный, так что его газодинамические свойства зависят только от безразмерного параметра у; получаемое ниже правило подобия не определяет, однако, характера зависимости течения от этого параметра.
Следует отметить, что при обтекании с М|> 1 газ сильно нагревается, в результате чего могут существенно измениться его термодинамические свойства. Поэтому количественный смысл формул для политропного газа (т. е. в предположении постоянства его теплоемкости) для гиперзвуковых скоростей фактически ограничен.
12') Если не предполагать М] большим, то получилось бы правило подобия с параметром /С=,9д/м^—1. Оно, однако, не представляет интереса, поскольку при небольших Mi линеаризованная теория в действительности полностью определяет зависимость всех величин от этого параметра.
13) Закон подобия для гиперзвукового обтекания сформулирован Цянь Сюэ-сэнем (Н. S. Tsien, 1946). Его связь со «звуковой аналогией», распро
14в специальной литературе эту аналогию называют «поршневой».
') Детали доказательства можно найти в книге: Черный Г. Г. Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью. — М.: Физматгиз, 1959, гл. I, § 4.
15в специальной литературе эту аналогию называют «поршневой».
') Детали доказательства можно найти в книге: Черный Г. Г. Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью. — М.: Физматгиз, 1959, гл. I, § 4.
16') Скорость реакции обычно зависит от температуры по экспоненциальному закону, будучи в основном пропорционально множителю вида ехр (—[//Г), где U — характерная для каждой данной реакции постоянная (энергия активации). Чем больше U, тем сильнее зависимость скорости реакции от температуры.
17) Следует иметь в виду, что в смеси, самой по себе способной к горению, в известных условиях самопроизвольное распространение горения может оказаться невозможным. Соответствующие пределы определяются тепловыми потерями, связанными с такими факторами, как отвод тепла через стенки трубы (при горении газа в трубе), потери на излучение и т. п. Поэтому, например, горение оказывается невозможным в трубках слишком малого радиуса.
') Во избежание недоразумений отметим, что при сильной зависимости г от температуры в формуле (128,1) должен стоять еще довольно большой коэффициент (если для т брать значение при температуре продуктов горения) Для нас здесь существен в первую очередь тот факт, что о не зависит от /.
18) Определенную роль в процессе распространения горения играет также и взаимная диффузия различных компонент горящей смеси; это обстоятельство не меняет порядков величины скорости и ширины пламени. Подчеркнем, однако, что здесь везде идет речь о горении предварительно перемешанных горючих газовых смесей, а не о случаях, когда реагирующие вещества пространственно разделены и горение происходит лишь за счет их взаимной диффузии.
19) Определенную роль в процессе распространения горения играет также и взаимная диффузия различных компонент горящей смеси; это обстоятельство не меняет порядков величины скорости и ширины пламени. Подчеркнем, однако, что здесь везде идет речь о горении предварительно перемешанных горючих газовых смесей, а не о случаях, когда реагирующие вещества пространственно разделены и горение происходит лишь за счет их взаимной диффузии.
20') В обозначениях, введенных в задаче 1, выражение для vt с учетом этого эффекта надо писать в виде с, =о/'п(1 — цд2£/<5г/2), где v\3)— скорость горения при плоском фронте, а ц — эмпирическая константа (размерности длины), положительная в условиях стабилизации.
21) Подробное изложение этих вопросов дано в книге: Зельдович Я. В., Баренблатт Г. И., Либрович В. В., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980, гл. 4, 6.
') В реальных условиях фронт горения в трубе обычно выпуклый по отношению к находящейся перед ним исходной газовой смеси. Это приводит к возникновению специфического механизма стабилизации пламени по отношению к мелкомасштабным возмущениям. Распространение горения по нормалям к фронту «растягивает» последний, причем возникающие в каких-либо его точках возмущения сносятся по направлению к стенкам трубы и, достигнув стенки, гасятся (стационарность же формы фронта поддерживается при этом движением газа перед фронтом). См. Зельдович #. Б., Истратов А. Г., Л"ш Н И' Либрович В' Б- ComDustion Science and Technology, 1980, v. 24,
22) Для полноты рассуждений следует также указать, что скачкообразный переход из состояния с в состояние Ь в еще одной ударной волне тоже невозможен, так как газ пересекал бы такую волну в направлении от большего давления к меньшему, что невозможно.
23) Напомним, что под скоростями Vt, v2 везде подразумеваются скорости в нормальном к поверхности разрыва направлении.
') Это утверждение было высказано гипотетически Чепменом (D. L. Chapman, 1899) и Жуге (£. Jouguet, 1905), а его теоретическое обоснование дано Я- Б. Зельдовичем (1940) и затем независимо Нейманом (J. von Neumann, 1942) и Дерингом {W. Daring, 1943).
») Если xl — 2px* + q = 0, то
Два знака перед корнем соответствуют в данном случае тому, что из точки о можно провести две касательные к детонационной адиабате — одну вверх, как это изображено на рисунке, а другую вниз. Интересующая нас верхняя касательная является более крутой и соответственно этому мк выбираем знак плюс перед корнем.
24) Напомним, что под скоростями Vt, v2 везде подразумеваются скорости в нормальном к поверхности разрыва направлении.
') Это утверждение было высказано гипотетически Чепменом (D. L. Chapman, 1899) и Жуге (£. Jouguet, 1905), а его теоретическое обоснование дано Я- Б. Зельдовичем (1940) и затем независимо Нейманом (J. von Neumann, 1942) и Дерингом {W. Daring, 1943).
») Если xl — 2px* + q = 0, то
Два знака перед корнем соответствуют в данном случае тому, что из точки о можно провести две касательные к детонационной адиабате — одну вверх, как это изображено на рисунке, а другую вниз. Интересующая нас верхняя касательная является более крутой и соответственно этому мк выбираем знак плюс перед корнем.
25') Мы везде полностью отвлекаемся от тепловых потерь, которыми может сопровождаться распространение детонационной волны. Как и в случае медленного горения, эти потери могут сделать распространение детонации невозможным. При детонации в трубе источником потерь являются в первую очередь отвод тепла через стенки трубы и замедление газа благодаря трению.
26) Безразмерную автомодельную переменную в этой задаче можно определить как r/t-^q, где характерный постоянный параметр q — теплота реакции на единицу массы.
27') Их теоретическое изучение начато Осватичем (К. Oswatitsch. 1942) и С. 3. Беленьким (1945).
28) Теплота q не совпадает, строго говоря, с обычной скрытой теплотой конденсации, так как совершающийся в зоне конденсации процесс включает в себя не только изотермическую конденсацию пара, но и некоторое общее изменение температуры газа. Однако, если степень пересыщения пара не слишком мала (как это обычно и имеет место), то эта разница несущественна.
') Аналогичные соображения остаюся в силе и в том случае, когда полная скорость v2 (от которой «2 < Сг есть нормальная к скачку компонента) является сверхзвуковой.
Во избежание недоразумений отметим, что конденсационный скачок с t'i > d, Vi < с2 может на практике (в определенных условиях влажности и формы обтекаемой поверхности) имитироваться истинным конденсационным скачком с Vi > Ci, vа > с2 и следующей близко за ним ударной волной, переводящей течение в дозвуковое.
29) Для трехмерного вектора di (и вектора скорости v ниже) в декартовых координатах нет необходимости различать контра- и ковариантные компоненты, и мы пишем их везде с индексами внизу. То же самое относится к трехмерному единичному тензору бай.
30) Для трехмерного вектора di (и вектора скорости v ниже) в декартовых координатах нет необходимости различать контра- и ковариантные компоненты, и мы пишем их везде с индексами внизу. То же самое относится к трехмерному единичному тензору бай.
31Во всех формулах в этой главе под термодинамическими величинами понимаются их собственные значения. Такие величины, как е, w (и плотность-энтропии о ниже) отнесены к единице объема в локальной системе покоя.
32Во всех формулах в этой главе под термодинамическими величинами понимаются их собственные значения. Такие величины, как е, w (и плотность-энтропии о ниже) отнесены к единице объема в локальной системе покоя.
33Во всех формулах в этой главе под термодинамическими величинами понимаются их собственные значения. Такие величины, как е, w (и плотность-энтропии о ниже) отнесены к единице объема в локальной системе покоя.
34') При очень высоких температурах в веществе может происходить возникновение новых частиц, так что полное число частиц каждого рода меняется. В таких случаях под п надо понимать сохраняющуюся макроскопическую величину, характеризующую число частиц. Так, если речь идет об образовании электронных пар, под п можно понимать число электронов, которое осталось бы после аннигиляции всех пар. Удобным определением п может служить плотность числа барионов (число антибарионов — если они имеются— считается при этом отрицательным). К области применений ультрарелятивистской гидродинамики могут относиться, однако, и задачи, в котооых вообще нельзя ввести какой-либо сохраняющейся макроскопической характеристики числа частиц в системе, и последнее само определяется условиями термодинамического равновесия (таковы задачи, связанные с множественным образованием частиц при столкновениях быстрых нуклонов); вывод гидродинамических уравнений для таких случаев — см. задачу 2.
35') При очень высоких температурах в веществе может происходить возникновение новых частиц, так что полное число частиц каждого рода меняется. В таких случаях под п надо понимать сохраняющуюся макроскопическую величину, характеризующую число частиц. Так, если речь идет об образовании электронных пар, под п можно понимать число электронов, которое осталось бы после аннигиляции всех пар. Удобным определением п может служить плотность числа барионов (число антибарионов — если они имеются— считается при этом отрицательным). К области применений ультрарелятивистской гидродинамики могут относиться, однако, и задачи, в котооых вообще нельзя ввести какой-либо сохраняющейся макроскопической характеристики числа частиц в системе, и последнее само определяется условиями термодинамического равновесия (таковы задачи, связанные с множественным образованием частиц при столкновениях быстрых нуклонов); вывод гидродинамических уравнений для таких случаев — см. задачу 2.
36') При очень высоких температурах в веществе может происходить возникновение новых частиц, так что полное число частиц каждого рода меняется. В таких случаях под п надо понимать сохраняющуюся макроскопическую величину, характеризующую число частиц. Так, если речь идет об образовании электронных пар, под п можно понимать число электронов, которое осталось бы после аннигиляции всех пар. Удобным определением п может служить плотность числа барионов (число антибарионов — если они имеются— считается при этом отрицательным). К области применений ультрарелятивистской гидродинамики могут относиться, однако, и задачи, в котооых вообще нельзя ввести какой-либо сохраняющейся макроскопической характеристики числа частиц в системе, и последнее само определяется условиями термодинамического равновесия (таковы задачи, связанные с множественным образованием частиц при столкновениях быстрых нуклонов); вывод гидродинамических уравнений для таких случаев — см. задачу 2.
37) Напомним, что такое соотношение должно писаться для определенного количества вещества (а не для определенного объема, в котором может находиться переменное число частиц). В (134,6) оно написано для тепловой функции, отнесенной к одной частице, а 1/л есть объем, приходящийся на одну частицу.
') Для удобства напомним, что компоненты 4-скорости (см. II § 4): = (У, vv/c), и, — (у, —yv/c), где для краткости введено (в этой главе!) обозначение у = (1—v2/c2)~l/i.
38) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
39) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
40) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
41) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
42) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
43) В общем случае эти уравнения довольно сложны. Их подробная запись в раскрытом виде (выраженном с помощью трехмерного тензора пространственной метрики — у ap из II § 84) дана в статье Nelson R. А. — Gen. Rel Gfav., 1981, v. 13, p. 569. Гидродинамические уравнения в первом после-кыотоновском приближении даны в статье Chandrasekhar S. — Astroph J., 1965, v. 142, p. 1488; они приведены также в книге: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977, § 39, 11 [Misner С. W., Thorne К. S., Wheeler J. A Gravitation. — Freeman, 1973].
44) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
45) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
46) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
47) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
48) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
49) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
50) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
51) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
52) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
53) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
54) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
55) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
56) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
57) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
58) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
59) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
60) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
61) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
62) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
63) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
64) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
65) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
66) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
67) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
68) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
69) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
70) При преобразованиях удобно сделать подстановку v\с = lh ср, у = ch tp.
71*) Я-точки образуют линию на фазовой диаграмме гелия в плоскости р, Т. Температура 2,19 К отвечает точке пересечения этой линии с линией равновесия жидкости с паром.
72) Ферми-жидкость изотопа 3Не тоже становится сверхтекучей, но при гораздо более низких температурах ~10-3 К. Гидродинамика этой сверхтекучей жидкости более сложна ввиду более сложного характера описывающего ее состояние «параметра порядка» (ср. IX § 54),
') Независимо от Ландау, качественная идея о макроскопическом описании гелия II с помощью разделения его плотности на две части и введения двух полей скоростей была высказана Л. Тиссой (L. Tisza, 1940); эта идея позволила ему также предсказать существование двух видов звуковых волн: в гелии II (см. ниже § 141). Однако, ввиду ошибочности исходных микроскопических представлений последовательная теория сверхтекучести (в том числе ее гидродинамика) в работах Тиссы не была построена.
73') Существование предельной скорости сверхтекучего движения следует уже из микроскопической теории — конкретная форма энергетического спектра элементарных возбуждений в гелии 11 приводит к нарушению условия сверхтекучести Ландау при больших скоростях (см IX § 23). Фактически наблюдающиеся критические скорости, однако, гораздо меньше этого предельного значения, причем зависят от конкретных условий течения (так, для течения по тонким капиллярам или щелям они больше, чем для движений в больших объемах). Физическая природа этих явлений состоит в возникновении квантованных вихревых колец; такого же рода вихревые нити (но прямолинейные) возникают при вращении жидкого гелия в цилиндрическом сосуде (см. IX § 29). В этой главе эти явления не рассматриваются.
74) Если гелий II содержит примесь постороннего вещества (таковым фактически может являться изотоп :Не), то р„ остается отличным от нуля и при абсолютном нуле.
75') Существование предельной скорости сверхтекучего движения следует уже из микроскопической теории — конкретная форма энергетического спектра элементарных возбуждений в гелии 11 приводит к нарушению условия сверхтекучести Ландау при больших скоростях (см IX § 23). Фактически наблюдающиеся критические скорости, однако, гораздо меньше этого предельного значения, причем зависят от конкретных условий течения (так, для течения по тонким капиллярам или щелям они больше, чем для движений в больших объемах). Физическая природа этих явлений состоит в возникновении квантованных вихревых колец; такого же рода вихревые нити (но прямолинейные) возникают при вращении жидкого гелия в цилиндрическом сосуде (см. IX § 29). В этой главе эти явления не рассматриваются.
76Мы не будем проводить полностью соответствующих рассуждений (вполне аналогичных, например, излагавшимся в § 59). Обратим лишь вни-тдание на то, что Si—коэффициент при div(psw) в IT, а в правую часть уравнения (140,4) этот член в ГГ входит умноженным на divv„; наоборот, £4—коэффициент при divvB в q>', которое входит в правую часть (140.4) умноженным на dlv(p«w).
') Все сказанное в конце §49 об определении энтропии в термодинамически слабо неравновесном состоянии остается в силе и здесь.
') Если отказаться от этого условия, разнообразие допустимых членов в диссипативных потоках существенно возрастет (не говоря уже о том, что и самые кинетические коэффициенты будут, вообще говоря, функциями от w); например, в ф' появятся члены вида wvT и WiWkdv„i/dx/,. Полное число независимых кинетических коэффициентов, описывающих диссипацию в гелии II, оказывется при этом равным 13 (-4. Clark, 1963). См. об этом в книге С. Пут-термана, Гидродинамика сверхтекучей жидкости, Приложение VI, Мир, 1978 [S. 1. Putterman, Superfluid hydrodynamics, North Holland Publishing Co., 1974].
Отметим в этой связи, что в (140,5—6) написаны члены с divpsw, поскольку именно эта комбинация производных возникает естественным образом в точном уравнении (140.5—6). С принятой точностью было бы правильнее писать в (140,5—6) ps div w.
77Мы не будем проводить полностью соответствующих рассуждений (вполне аналогичных, например, излагавшимся в § 59). Обратим лишь вни-тдание на то, что Si—коэффициент при div(psw) в IT, а в правую часть уравнения (140,4) этот член в ГГ входит умноженным на divv„; наоборот, £4—коэффициент при divvB в q>', которое входит в правую часть (140.4) умноженным на dlv(p«w).
') Все сказанное в конце §49 об определении энтропии в термодинамически слабо неравновесном состоянии остается в силе и здесь.
') Если отказаться от этого условия, разнообразие допустимых членов в диссипативных потоках существенно возрастет (не говоря уже о том, что и самые кинетические коэффициенты будут, вообще говоря, функциями от w); например, в ф' появятся члены вида wvT и WiWkdv„i/dx/,. Полное число независимых кинетических коэффициентов, описывающих диссипацию в гелии II, оказывется при этом равным 13 (-4. Clark, 1963). См. об этом в книге С. Пут-термана, Гидродинамика сверхтекучей жидкости, Приложение VI, Мир, 1978 [S. 1. Putterman, Superfluid hydrodynamics, North Holland Publishing Co., 1974].
Отметим в этой связи, что в (140,5—6) написаны члены с divpsw, поскольку именно эта комбинация производных возникает естественным образом в точном уравнении (140.5—6). С принятой точностью было бы правильнее писать в (140,5—6) ps div w.
78Мы не будем проводить полностью соответствующих рассуждений (вполне аналогичных, например, излагавшимся в § 59). Обратим лишь вни-тдание на то, что Si—коэффициент при div(psw) в IT, а в правую часть уравнения (140,4) этот член в ГГ входит умноженным на divv„; наоборот, £4—коэффициент при divvB в q>', которое входит в правую часть (140.4) умноженным на dlv(p«w).
') Все сказанное в конце §49 об определении энтропии в термодинамически слабо неравновесном состоянии остается в силе и здесь.
') Если отказаться от этого условия, разнообразие допустимых членов в диссипативных потоках существенно возрастет (не говоря уже о том, что и самые кинетические коэффициенты будут, вообще говоря, функциями от w); например, в ф' появятся члены вида wvT и WiWkdv„i/dx/,. Полное число независимых кинетических коэффициентов, описывающих диссипацию в гелии II, оказывется при этом равным 13 (-4. Clark, 1963). См. об этом в книге С. Пут-термана, Гидродинамика сверхтекучей жидкости, Приложение VI, Мир, 1978 [S. 1. Putterman, Superfluid hydrodynamics, North Holland Publishing Co., 1974].
Отметим в этой связи, что в (140,5—6) написаны члены с divpsw, поскольку именно эта комбинация производных возникает естественным образом в точном уравнении (140.5—6). С принятой точностью было бы правильнее писать в (140,5—6) ps div w.
79Мы не будем проводить полностью соответствующих рассуждений (вполне аналогичных, например, излагавшимся в § 59). Обратим лишь вни-тдание на то, что Si—коэффициент при div(psw) в IT, а в правую часть уравнения (140,4) этот член в ГГ входит умноженным на divv„; наоборот, £4—коэффициент при divvB в q>', которое входит в правую часть (140.4) умноженным на dlv(p«w).
') Все сказанное в конце §49 об определении энтропии в термодинамически слабо неравновесном состоянии остается в силе и здесь.
') Если отказаться от этого условия, разнообразие допустимых членов в диссипативных потоках существенно возрастет (не говоря уже о том, что и самые кинетические коэффициенты будут, вообще говоря, функциями от w); например, в ф' появятся члены вида wvT и WiWkdv„i/dx/,. Полное число независимых кинетических коэффициентов, описывающих диссипацию в гелии II, оказывется при этом равным 13 (-4. Clark, 1963). См. об этом в книге С. Пут-термана, Гидродинамика сверхтекучей жидкости, Приложение VI, Мир, 1978 [S. 1. Putterman, Superfluid hydrodynamics, North Holland Publishing Co., 1974].
Отметим в этой связи, что в (140,5—6) написаны члены с divpsw, поскольку именно эта комбинация производных возникает естественным образом в точном уравнении (140.5—6). С принятой точностью было бы правильнее писать в (140,5—6) ps div w.
80Мы не будем проводить полностью соответствующих рассуждений (вполне аналогичных, например, излагавшимся в § 59). Обратим лишь вни-тдание на то, что Si—коэффициент при div(psw) в IT, а в правую часть уравнения (140,4) этот член в ГГ входит умноженным на divv„; наоборот, £4—коэффициент при divvB в q>', которое входит в правую часть (140.4) умноженным на dlv(p«w).
') Все сказанное в конце §49 об определении энтропии в термодинамически слабо неравновесном состоянии остается в силе и здесь.
') Если отказаться от этого условия, разнообразие допустимых членов в диссипативных потоках существенно возрастет (не говоря уже о том, что и самые кинетические коэффициенты будут, вообще говоря, функциями от w); например, в ф' появятся члены вида wvT и WiWkdv„i/dx/,. Полное число независимых кинетических коэффициентов, описывающих диссипацию в гелии II, оказывется при этом равным 13 (-4. Clark, 1963). См. об этом в книге С. Пут-термана, Гидродинамика сверхтекучей жидкости, Приложение VI, Мир, 1978 [S. 1. Putterman, Superfluid hydrodynamics, North Holland Publishing Co., 1974].
Отметим в этой связи, что в (140,5—6) написаны члены с divpsw, поскольку именно эта комбинация производных возникает естественным образом в точном уравнении (140.5—6). С принятой точностью было бы правильнее писать в (140,5—6) ps div w.